[핵심 기술] 첨단 나노소재 합성, 3차원 패턴화 공정, 레이저 열처리
우리 연구실은 금속/세라믹 나노입자 합성 및 카본/맥신 나노소재 혼성화 기법을 연구합니다. 표면 기능화를 통한 균질 액상화(Ink Formulation), 2D/3D 패터닝 공정(Printing) 및 레이저 소성 공정(Laser Annealing)을 연구하고 있으며, 이를 기반으로 차세대 에너지/전자 소자를 개발합니다
[레이저 소성 소재 설계] 금속 나노입자 크기 및 표면 흡착 분자 제어를 통해 Surface Plasmon Resonance 광흡수 거동을 최적화합니다. 광자(Photon)의 고효율 흡수 및 열변환을 유도하여 기존 열처리 공정에서 구현할 수 없는 신개념 레이저 열처리 공정을 개발합니다
[응용 기술 #1] 이차전지 & 슈퍼캐패시터: 3차원 자유형상 프린팅 가능한 에너지 저장 소재 개발
[MXene 기반 활물질/도전재 개발] 고용량 활물질 특성이 우수하지만 뭉침 현상(Stacking)으로 인해 응용이 제한되는 MXene 소재의 한계점을 해결합니다. 레이저 소성 공정을 통한 MXene 소재의 층간 거리 확장 기술 및 고에너지밀도 에너지 저장 소자 제작 기술을 연구합니다
[세라믹 기반 활물질 개발] 슈퍼캐퍼시터, 리튬이온 이차전지 및 아연이온 이차전지 구현을 위한 고성능 세라믹 활물질을 개발합니다. 입자 조성, 형상, 기공 구조 제어 및 그래핀 복합화를 통해 에너지 저장 특성을 최적화하며, 레이저 공정기반 특성 고도화 방법론을 설계합니다
[자유형상 이차전지 개발] 금속 집전체, 양극/음극 활물질 및 전해질의 잉크 액상화 기법, 3차원 프린팅 및 3차원 레이저 소성 공정을 최적화함으로써, 3차원 구조물 표면에 원하는 형상으로 이차전지를 제작할 수 있는 소재 및 공정 기술을 개발합니다
[응용 기술 #2] 반도체 첨단 패키징 & 이차전지 열폭주 억제: 고방열/고단열 나노소재 개발
[고열전도성 나노소재 개발] 반도체 소자의 정확한 동작을 위해서는 발열 상태에서의 고온 오작동 억제가 매우 중요합니다. 첨단 패키징 공정 단계에서의 열 방출 설계가 필수적이며 이를 구현하기 위한 고열전도성 나노소재 개발이 필요합니다. 패턴화 공정성 확보를 통한 실질적 응용성 평가와 함께 액체금속 및 2차원 박막형 세라믹 소재를 활용한 고방열 첨단 재료를 개발합니다
[저열전도성 나노소재 개발] 전기차 배터리 팩⋅모듈은 수백~수천 개 셀로 구성되어 있으며, 충돌 및 충격에 의한 분리막 손상으로 인해 화재가 발현하는 경우 빠른 시간내에 내부온도가 800도 이상 올라가는 열폭주 현상이 발생합니다. 셀 사이 화염 전파를 억제하기 위해 열전도도가 극한으로 낮은 고단열 소재 개발이 매우 중요합니다. 기공 구조 제어 및 연속식 합성 기법 도입을 통해 고단열 나노 소재의 대량 합성 기술을 개발합니다
[응용 기술 #3] 휴머노이드 회로기판: "신축성, 피부 모사 자가치유, 생체 신호 센싱" 가능 소재 개발
[3차원 회로 제작] 합성한 신소재 표면에 유기 단분자 또는 고분자를 흡착시켜 분산(Dispersion) 및 응집(Agglomeration) 거동을 제어합니다. 3차원 패턴화 가능한 프린팅 공정 및 3차원 레이저 공정 개발을 통해 고성능 3차원 회로의 집적화 기술을 연구합니다
[신축성 회로 및 생체신호 센서 제작] 고체금속의 기계적 특성(Mechanical Property) 한계를 극복하기 위해 신규 액체금속 소재를 합성합니다. 액체금속의 높은 표면장력 및 산화 반응을 제어하여 원래 길이 대비 2배 이상 늘여도 특성이 유지될 수 있는 신축성 회로 및 셍체신호 센서를 개발합니다
[Bi-Phasic 액체/고체 회로 제작] 액체금속 입자 표면에 고체금속 나노입자를 계층구조로 합성합니다. 레이저 소성 공정을 통해 액체금속의 누액 및 계면 합금화 반응을 유도합니다. 고체와 액체의 분포를 제어하여 고체금속의 전기 전도성 및 액체금속의 자가치유(Self-Healing) 특성을 동시에 확보할 수 있는 3차원 회로 제작 기술을 연구합니다
